NASAのチャンドラがパルサーをX線スピードトラップで捕らえる

G292.0 + 1.8の超新星残骸には、デジタルスカイサーベイの光学画像とともにチャンドラ画像に見られるように、時速100万マイル以上で移動するパルサーが含まれています。 パルサーは、巨大な星が燃料を使い果たし、崩壊し、爆発したときに形成される可能性のある中性子星の周りを急速に周回します。 これらの爆発は時々「キック」を生み出し、それがこのパルサーを超新星爆発の残骸を通してレースさせます。 追加の画像は、チャンドラからのX線でこのパルサーのクローズアップを示しています。これは、この印象的な速度を測定するために2006年と2016年に発見されました。 各パネルの赤い十字は、2006年のパルサーの位置を示しています。クレジット：X線：NASA / CXC / SAO / L. Shi et al .; オプティカル：Palomar DSS2

• a[{” attribute=””>pulsar is racing through the debris of an exploded star at a speed of over a million miles per hour.
• To measure this, researchers compared NASA Chandra X-ray Observatory images of G292.0+1.8 taken in 2006 and 2016.
• Pulsars can form when massive stars run out of fuel, collapse, and explode — leaving behind a rapidly spinning dense object.
• This result may help explain how some pulsars are accelerated to such remarkably high speeds.

G292.0 + 1.8の超新星残骸には、時速100万マイル以上で移動するパルサーが含まれています。 この画像には、この発見に使用されたNASAのチャンドラX線天文台（赤、オレンジ、黄、青）からのデータが含まれています。 X線は、地上での空全体の調査であるデジタル化された空の調査からの光学画像と組み合わされます。

パルサーは速く回転します 中性子星 それらは、巨大な星が燃料を使い果たし、崩壊し、爆発するときに形成される可能性があります。 これらの爆発は時々「キック」を生み出し、それがこのパルサーが超新星爆発の残骸を駆け抜けるように促したものです。 挿入図は、チャンドラからのX線でこのパルサーの拡大図を示しています。

この発見をするために、研究者たちは2006年と2016年に撮影されたG292.0 + 1.8のチャンドラ画像を比較しました。補完的な画像のペアは、10年間にわたるパルサーの位置の変化を示しています。 パルサーは地球から約2万光年離れているため、発生源の位置のずれはごくわずかですが、この期間に約1,200億マイル（1,900億km）を移動しました。 研究者たちは、高解像度のチャンドラ画像と正確な技術を組み合わせて、ガイア衛星からの正確な位置を使用してパルサーやその他のX線源の座標を検証することでこれを測定することができました。

パルサーサイト、2006年および2016年。クレジット：X線：NASA / CXC / SAO / L. Shietal。

チームは、パルサーが超新星残骸の中心から左下に少なくとも時速140万マイル移動していると計算しました。 この速度は、パルサーが爆発の中心からどれだけ離れているかを測定することにより、間接的な方法に基づいたパルサーの速度の以前の推定値よりも約30％高くなっています。

新たに決定されたパルサーの速度は、G292.0 + 1.8とパルサーが、以前に考えられていた天文学者よりもはるかに小さい可能性があることを示唆しています。 研究者たちは、G292.0 + 1.8は、以前に計算された3,000年前ではなく、地球から見た場合、約2、000年前に噴火した可能性があると推定しています。 G292.0 + 1.8の年齢のこの新しい推定値は、爆風の中心と一致するようにパルサーの位置を過去に外挿することに基づいています。

当時、世界中の多くの文明が超新星爆発を記録しており、G292.0+1.8を直接観測する可能性を広げていました。 ただし、G292.0 + 1.8は、観測した可能性のあるほとんどの北半球文明の地平線より下にあり、南半球でG292.0+1.8の方向に観測された超新星の記録された例はありません。

G292+1.8のチャンドラの画像センターの拡大図。 パルサーの動きの方向（矢印）と爆風の中心の位置（緑色の楕円形）は、光学データで見られる破片の動きに基づいて示されています。 パルサーの位置は3000年前に外挿され、三角形は誘導角の不確実性を表しています。 誘導サイトと爆発の震源地との一致により、パルサーとG292 +1.8の年齢は約2、000年になります。 破片（Si、S、Ar、Ca）で検出されたX線要素の重心（交差点）は、移動するパルサーから爆発の中心の向かいにあります。 爆発の右上にある破片の非対称性は、運動量を保存することによってパルサーを左下に蹴りました。 クレジット：X線：NASA / CXC / SAO / L. Shi et al .; オプティカル：Palomar DSS2

研究チームは、G292.0 + 1.8の年齢についてさらに学ぶことに加えて、パルサーの超新星がどのように強力なキックを与えたかについても研究しました。 主な可能性は2つあり、どちらも超新星によって全方向に均一に放出されない物質を伴います。 1つの可能性はそれです ニュートリノ 爆発の出力は、爆発から非対称に放出されます。もう1つは、爆発によって生成された破片が非対称に放出されることです。 物質が優先配向している場合、運動量保存則と呼ばれる物理原理により、パルサーは反対方向に押されます。

この最後の結果で高速を説明するために必要なニュートリノの非対称性の量は極端であり、爆発の破片の非対称性がパルサーにキックを与えたという解釈を支持します。

この爆発からパルサーに伝達されたエネルギーは莫大でした。 パルサーの直径はわずか約10マイルですが、パルサーの質量は地球の50万倍であり、太陽を周回する地球の速度の20倍の速さで移動します。

XiLongとPaulPlucinksky（天体物理学センター|ハーバード＆スミソニアン）によるG292.0 + 1.8の最新の研究は、カリフォルニア州パサデナで開催された第240回アメリカ天文学会で発表されました。 結果は、TheAstrophysicalJournalでの出版が承認された論文でも議論されています。 この論文の他の著者は、天体物理学センターのダニエル・パトノーとテレンス・ゲーツです。

参照：Xi Long、Daniel J. Patnaude、Paul P. Plucinsky、Terrance J.Gaetzによる「銀河系超新星残骸G292.0+1.8におけるパルサーJ1124-5916の固有運動」、承認済み、 アストロフィジカルジャーナル。
arXiv：2205.07951

NASAのマーシャル宇宙飛行センターはチャンドラプログラムを管理しています。 スミソニアン天体物理観測所のチャンドラX線センターは、マサチューセッツ州ケンブリッジからの科学運用と、マサチューセッツ州バーリントンからの飛行運用を管理しています。